Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) является широко используемым водорастворимым полимером, широко используемым в фармацевтических препаратах, косметике, пищевых и промышленных областях, особенно в приготовлении гелей. Его физические свойства и поведение растворения оказывают значительное влияние на эффективность в различных приложениях. Температура гелевого геля HPMC является одним из ключевых физических свойств, которые напрямую влияют на его производительность в различных препаратах, таких как контролируемый выпуск, формирование пленки, стабильность и т. Д.
1. Структура и свойства HPMC
HPMC-это растворимый полимер, полученный путем введения двух заместителей: гидроксипропил и метил, в молекулярный скелет целлюлозы. Его молекулярная структура содержит два типа заместителей: гидроксипропил (-Ch2chohch3) и метил (-Ch3). Такие факторы, как различное содержание гидроксипропила, степень метилирования и степень полимеризации, окажут важное влияние на растворимость, поведение в гелевом и механические свойства HPMC.
В водных растворах AnhiscIncel®HPMC образует стабильные коллоидные растворы, образуя водородные связи с молекулами воды и взаимодействуя со скелетом на основе целлюлозы. Когда внешняя среда (такая как температура, ионная прочность и т. Д.) Изменяется взаимодействие между молекулами HPMC, что приведет к геляции.
2. Определение и влиятельные факторы температуры гелея
Температура гелея (температура гелея, T_GEL) относится к температуре, при которой раствор HPMC начинает переходить от жидкости к твердому, когда температура раствора повышается до определенного уровня. При этой температуре движение молекулярных цепей HPMC будет ограничено, образуя трехмерную структуру сети, что приведет к гель-подобному веществу.
На температуру гелея HPMC влияет множество факторов, одним из наиболее важных факторов является содержание гидроксипропила. В дополнение к содержанию гидроксипропила, другие факторы, которые влияют на температуру геля, включают молекулярную массу, концентрацию раствора, значение pH, тип растворителя, ионную прочность и т. Д.
3. Влияние гидроксипропильного содержания на температуру геля HPMC
3.1 Увеличение гидроксипропильного содержания приводит к повышению температуры геля
Температура гелея HPMC тесно связана со степенью гидроксипропильной замещения в ее молекуле. По мере увеличения гидроксипропильного содержания увеличивается количество гидрофильных заместителей на молекулярной цепи HPMC, что приводит к усилению взаимодействия между молекулой и водой. Это взаимодействие приводит к дальнейшему растяжению молекулярных цепей, тем самым уменьшая прочность взаимодействия между молекулярными цепями. В пределах определенного диапазона концентраций увеличение гидроксипропильного содержания помогает повысить степень гидратации и способствовать взаимному расположению молекулярных цепей, чтобы структура сети может быть сформирована при более высокой температуре. Следовательно, температура гелея обычно увеличивается с повышением гидроксипропила с увеличением содержания.
HPMC с более высоким содержанием гидроксипропила (например, HPMC K15M) имеет тенденцию демонстрировать более высокую температуру гелевого масла в той же концентрации, чем SharkIncell®HPMC с более низким гидроксипропильным содержанием (например, HPMC K4M). Это связано с тем, что более высокий гидроксипропиловый контент затрудняет взаимодействие и формирование сети при более низких температурах, требующих более высоких температур для преодоления этой гидратации и способствовать межмолекулярным взаимодействиям с образованием трехмерной сетевой структуры. Полем
3.2 Взаимосвязь между гидроксипропильным содержанием и концентрацией раствора
Концентрация раствора также является важным фактором, влияющим на температуру геляции HPMC. В растворах HPMC с высокой концентрацией межмолекулярные взаимодействия более сильнее, поэтому температура гелея может быть выше, даже если гидроксипропиловое содержание ниже. При низких концентрациях взаимодействие между молекулами HPMC является слабым, и раствор с большей вероятностью гель при более низких температурах.
Когда гидроксипропиловое содержание увеличивается, хотя гидрофильность увеличивается, для формирования геля все еще требуется более высокая температура. Особенно в условиях низкой концентрации температура гелея увеличивается более значительно. Это связано с тем, что HPMC с высоким содержанием гидроксипропила труднее индуцировать взаимодействия между молекулярными цепями посредством изменений температуры, а процесс геляции требует дополнительной тепловой энергии для преодоления эффекта гидратации.
3.3 Влияние гидроксипропильного содержания на процесс гелея
В определенном диапазоне гидроксипропильного содержания в процессе гелеобразования преобладают взаимодействие между гидратацией и молекулярными цепями. Когда содержание гидроксипропила в молекуле HPMC низкое, гидратация слабая, взаимодействие между молекулами является сильным, а более низкая температура может способствовать образованию геля. Когда содержание гидроксипропила выше, гидратация значительно увеличивается, взаимодействие между молекулярными цепями становится слабее, а температура гелея увеличивается.
Более высокое содержание гидроксипропила также может привести к увеличению вязкости раствора HPMC, что иногда повышает температуру начала гелеобразования.
Гидроксипропил содержание оказывает значительное влияние на температуру гелеобразованияHPMCПолем По мере увеличения гидроксипропильного содержания гидрофильность HPMC увеличивается, а взаимодействие между молекулярными цепями ослабевает, поэтому его температура гелея обычно увеличивается. Это явление можно объяснить механизмом взаимодействия между гидратацией и молекулярными цепями. Регулируя содержание гидроксипропила в HPMC, может быть достигнут точный контроль температуры гелея, тем самым оптимизируя производительность HPMC в фармацевтических, продуктах питания и других промышленных применениях.
Время сообщения: январь-04-2025